折反射周视系统研究进展与展望

折反射周视系统作为近十几年发展起来的一种新型周视视觉实现形式,相比相机旋转扫描、多相机图像拼接和鱼眼镜头大视场成像等常规方法,在小型化、结构灵活性、成本和实时性方面具有优势。本文综述了折反射周视系统的成像模型、系统标定、畸变校正和全视场清晰成像等基本问题研究状况,讨论了折反射周视系统在红外成像和立体视觉领域的扩展应用研究现状,最后总结了目前存在的问题,并提出未来折反射周视成像系统将围绕非单视点成像模型、提高空间分辨力的方法和处理算法实时实现开展研究。

多基地周视红外搜索系统的目标定位与精度分析

针对周视红外搜索系统对目标的搜索定位问题,提出了一种新的目标定位模型,推导了定位误差公式。在建立这种目标定位模型的推导过程中,分析了影响目标搜索定位的主要因素,如搜索站站址误差,各站对目标定位的方位角误差、俯仰角误差以及目标距离等。采用矩阵分析并利用提高数据冗余的方法推导了目标的三维坐标及相对各搜索基地的距离值的表达式,由此加快了计算目标定位误差的处理速度。最后,通过仿真试验并利用定位误差的三维几何分布(GDOP)图分析了三站、正方形四站、菱形四站及五站模式的周视搜索系统对目标的定位误差及分布规律。结果表明,针对周视红外搜索系统,这种新的算法中正方形四站模式与其它几种模式相比具有最高的精度。

稳瞄惯导周视观瞄镜的设计

介绍一种中精度、低成本周视观瞄镜的设计方法,其特点是用一个机械陀螺同时实现稳瞄和惯导2项功能。利用陀螺罗经原理,使机械陀螺的敏感轴快速收敛于子午面和水平面的交线上,并借助陀螺定轴性和2自由度环架,使陀螺隔离运动载体的扰动;通过环架上的光电传感器测出运动载体的姿态角,使观瞄镜的瞄准线随动于陀螺的敏感轴,实现间接稳定。在瞄准过程中,瞄准线的调转指令以随动修正量的形式加入,通过姿态矩阵的解算,可获得运动载体扰动量沿稳瞄坐标轴方向的投影,即瞄准线随动陀螺轴的输入量。最后综合运动载体的姿态和里程计信息,可以实现导航功能。

同步扫描周视脉冲激光引信多探测点最佳起爆建模及仿真

周视激光引信通常仅根据单次测量的目标方位和距离解算最佳起爆时间和起爆方位角,精度不高,另一方面,引信无法判别目标真伪,易发生"虚警"或误炸。基于同步扫描周视脉冲激光引信工作原理,分析了弹目交会过程中多个探测点的方位、距离及其位置坐标,建立了基于多探测点的目标速度模型,对目标速度进行计算以辨别目标真伪。解算了目标特征几何中心位置,建立了最佳起爆时间和方位角计算模型,使战斗部获得最大毁伤效能,并分析了最佳起爆时间和方位角的影响因素。研究可为周视激光引信目标真伪辨别和定向起爆控制提供参考。

周视红外成像搜索系统中的实时目标检测方法

在周视红外成像的预警搜索系统中,大视场下红外图像的背景成分十分复杂;与此同时,高分辨成像使得图像数据量也急剧增加。针对周视成像系统中红外图像的特点,提出了一种基于分块图像加权熵值矩阵的快速目标提取算法:首先根据大视场下红外图像的空间分布特性,对原始图像建立子图像块矩阵;然后提出一种加权熵的特征判别函数,建立子图像块的加权熵值矩阵;最后分析了基于加权熵矩阵自适应阈值选取方法,对背景进行分类并快速提取目标兴趣区。实测数据结果表明:该算法流程是一种适合大视场条件下的有效目标检测算法,且具备良好的工程应用性。

红外周视搜索系统的探测概率研究

在美国夜视和电传感器管理局 (NVESD)开发的目标搜索模型基础上 ,改进了模型部分参数的确定方式 ,建立了一种新的红外周视搜索系统的探测概率模型 ,并进行了计算机模拟。模型能够表现出搜索时间和目标距离对系统探测概率的影响 ,符合红外搜索系统的基本结论 ,对新型红外周视搜索系统发展具有指导意义。

单光束扩束扫描激光周视探测系统参数对探测能力的影响

针对现有单光束激光同步扫描周视探测对脉冲重复频率要求较高,难以实际应用的问题,提出单光束扩束扫描激光周视探测方法.基于单光束扩束扫描激光周视探测工作原理,推导了最低扫描频率和脉冲频率解析式;分析了圆柱目标回波特性及关键参数截面衰减系数,建立了脉冲扩束激光圆柱目标回波功率数学模型,讨论了系统参数对截面衰减系数的影响,得到最大相邻脉冲光束夹角表达式;重点分析了脉冲频率、光束角和光束入射角对不同直径目标的探测能力的影响;得到了探测系统对典型条件下最大光束角、最低脉冲频率的计算方法.结果表明,对扫描光束稍加扩束可有效降低脉冲重复频率要求.研究结果可为单光束脉冲激光周视探测系统设计、优化提供理论依据.

一种潜望镜周视光学系统的研究与设计

分析了潜望镜基本光学系统的原理,探讨了一种潜望镜基本光学系统的设计方法。提出了在潜望镜基本光学系统中加入道威棱镜,利用道威棱镜的转像作用,通过控制棱镜旋转,实现不需转动潜望镜镜筒就可使观察者周视外部全景的设计思路,给出了该系统的设计方法。

边缘照明周视彩虹全息术及其像质分析

提出了一种用波导全息光栅作照明器的边缘照明周视彩虹全息图，这种全息图兼有波导全息图和周视彩虹全息图的优点。使平板周视彩虹全息图的再现结构极为紧凑，其观察方便、灵活。讨论了边缘照明周视彩虹全息图的色模糊。

坦克装甲车辆升降式周视稳定观瞄镜的设计与实现

介绍了一种新型的坦克装甲车辆观瞄系统———升降式周视稳定观瞄镜.它采用平台随动稳定技术来同时稳定宽窄两个CCD视场,并基于低成本的压电速率陀螺仪实现了高精度的视频稳像.为了减小体积,结构设计时采用了特殊结构的电路旋转连接器,并能够实时传输视频信号.操纵手柄上升和下降控制键可以电动升降整个周视稳定平台.平台升降控制和独立稳定互不干涉.论述了升降式周视稳定观瞄镜平台稳定回路的设计和实现.样机研制后的功能试验验证和精度测试结果表明,升降式周视稳定观瞄镜系统原理正确,可靠性高,稳定精度可高达0.2密位(1σ),快速反应能力强,为无人作战平台提供了一种性价比高的光电稳像系统实现途径.

周视扫描成像红外双波段光学系统设计

介绍了一种周视扫描双波段红外光学系统,该系统利用K镜消除像旋转,能对中波3～5μm、长波8～10μm光谱进行双波段成像,且同时具有较大的扫描视场和较宽的光学口径.系统结构简单,装调方便,成像质量优良.

周视红外搜索系统对空中目标的搜索模型

针对周视红外搜索系统提出了基于固定载体和动载体的空中目标搜索模型,并以多站时间配准技术对该搜索模型进行了仿真分析。对于固体载体周视扫描,建立了红外搜索设备与目标的相遇关系原理图,对于动载体周视扫描,以大地坐标系为基础,分析了搜索设备的运动与目标运动之间的关系。采用自适α-β滤波技术进行时间配准,可以保证搜索的实时性及准确性。仿真试验针对不同的目标航迹,分析了目标的方位角、俯仰角在时间配准后的误差,试验结果证明提出的搜索模型在经过时间配准后对目标的搜索方位角误差大约为0.07mrad左右,俯仰角误差大约为0.08mrad左右。

压电陀螺及其在周视平台稳定系统中的应用

压电陀螺是一种新型的固态惯性速率敏感器,具有体积小、重量轻、启动时间短、动态范围宽、非线性误差小、耐恶劣环境、价格便宜等优良特点,适合应用于现代武器伺服系统。针对车长周视镜惯性稳定回路的特点,采用压电陀螺作为惯性速率敏感器,设计和实现了周视稳定的惯性平台稳定系统。理论仿真与样机试验结果证明,基于压电陀螺的周视平台稳定系统性能优良,具有很高的稳定精度和跟踪性能,为光电跟踪火控系统提供了高性价比的平台环境。

基于图像评价的周视成像参数优化设计

利用相机与场景的相对运动可以实现可见光周视成像,针对图像最优化和实时性问题,提出了一种基于图像综合评价的系统参数最优设计方法。首先根据转台运动速度,分析可见光相机的参数范围;然后根据系统应用场景的特点选择不同的评价函数对单帧图像进行综合评价,根据评价结果选择最优的系统参数,进而获得最好的成像质量。实验结果显示,该方法是有效可行的,得到的图像细节清晰,色彩丰富;而且系统能够改变全景图像的刷新速率,实时显示周视图像;同时该方法能够适应不同的应用场景,易于工程应用。

多通道大景深周视全息术

多通道大景深周视全息术高淑梅刘成（徐州师范大学物理系２２１００９）林有义（南京航空航天大学现代光学研究室２１００１６）周视全息技术在国内外已有报道，但是记录景深受到光源的相干长度的限制。常用的较大功率的Ｈｅ－Ｎｅ激光器的腔长都在１ｍ以上；其相干长度在...

基于正六边形线阵CCD探测器的周视场目标探测系统

提出了一种基于正六边形线阵CCD探测器的运动目标探测系统.系统不仅可以实现360°范围内环形视场探测,还可以实时显示运动目标的位置及角速度信息,达到搜索跟踪的目的.在硬件设计方面,提出并实现了基于CPLD和AVR的电路方案.在算法设计方面,设计了适于周视场运动目标探测算法.

基于Tracepro的周视瞄准系统虚拟仿真

为了提升工程光学中棱镜、透镜转像功能知识的教学质量,本文利用Tracepro光学设计软件,对周视瞄准光学系统进行建模,实现了等腰直角棱镜和道威棱镜联合转动下图像的追踪,对图像在光学系统中传递的各个位置进行了观察,所获得图像与理论结果一致.该虚拟仿真实验可以加深学生对棱镜、透镜转像功能及周视瞄准系统光学结构和工作原理的认识,提升课堂教学质量和效率,激发对光学系统设计研究的兴趣.光学虚拟仿真的广泛开展可以为丰富光学类课程线上线下教学提供有益的补充.

动态平板周视反射式全息图

介绍一种新的周视平板反射全息图制作原理与拍摄方法。它具有白光反射显示、重现活动图像、３６０°可视、立体感强的特点，有很高艺术欣尝价值与商业价值。

大景深周视全息术的理论探讨

根据旋转光楔多重全息术理论，从理论上探讨一种适合拍摄同时再现的大景深周视全息图的方法．

一种周视反射全息图的记录系统

本文利用一种周视三维实象成象装置，可以方便地记录周视反射全息图．水平方向观察角是３６０°垂直方向观察角约 ５０°．